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給水排水工程知識:新型排水管材應(yīng)用研究

發(fā)布日期:2014-02-05  點(diǎn)擊:81211次

用于排水的新型管材主要是塑料管材,其主要品種包括:聚氯乙烯管(PVC-U)、聚氯乙烯雙壁波紋管、玻璃鋼夾砂管(RPMP)、塑料螺旋纏繞管(HDPE)、聚氯乙烯徑向加筋管等。HDPE管由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能,較小的投資,在排水管領(lǐng)域內(nèi)倍受青睞。因此對新型排水管材的研究以HDPE管為主。
  關(guān)鍵詞:HDPE新型管材纏繞管結(jié)構(gòu)
  一、概況
  根據(jù)建設(shè)部《關(guān)于發(fā)布化學(xué)建材技術(shù)與產(chǎn)品的公告》精神,應(yīng)用于排水的新型管材主要是塑料管材,其主要品種包括:聚氯乙烯管(PVC-U)、聚氯乙烯芯層發(fā)泡管(PVC-U)、聚氯乙烯雙壁波紋管(PVC-U)、玻璃鋼夾砂管(RPMP)、塑料螺旋纏繞管(HDPE.PVC-U)、聚氯乙烯徑向加筋管(PVC-U)等。HDPE管由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能,較小的投資,在排水管領(lǐng)域內(nèi)倍受青睞。因此對新型排水管材的研究以HDPE管為主。
  研究的主要內(nèi)容包括:新型排水管材的內(nèi)容及分類;物理力學(xué)指標(biāo);工程應(yīng)用研究;施工安裝、使用與維護(hù)管理等。期間進(jìn)行了資料收集、工藝應(yīng)用計(jì)算及研究、學(xué)習(xí)參觀考察、產(chǎn)品理化性能測試、施工安裝、使用與維護(hù)管理等研究工作,而且經(jīng)過努力,順利地將HDPE管、PVC-U等新型排水管材進(jìn)行了工程的推廣應(yīng)用,取得了較好的效果,為在q市推廣使用新型排水管材開了個好頭,贏得了良好的社會效益和環(huán)境效益。
  二、項(xiàng)目的目的、意義及內(nèi)容
  1.項(xiàng)目的目的、意義
  目前,國內(nèi)排水管材大多數(shù)采用鋼筋混凝土管,鋼筋混凝土管作為排水管使用存在著許多弊端:
 ?。?)理化性能不穩(wěn)定,使用壽命短;
 ?。?)綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高;
 ?。?)其生產(chǎn)不符合節(jié)能環(huán)保政策。
  因此,淘汰混凝土管,推廣使用塑料管材作為其更新?lián)Q代產(chǎn)品更加具有重要的意義。高密度聚乙烯中空壁纏繞管(簡稱HDPE)作為塑料管材中的佼佼者由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能,較小的設(shè)備投資,在排水管領(lǐng)域內(nèi)越來越受到青睞。
  目前隨著全國各地城市基礎(chǔ)建設(shè)投資力度的不斷加大,新型管道生產(chǎn)企業(yè)的不斷涌現(xiàn)以及生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大,必然會在全國掀起“管道革命”的熱潮。建設(shè)部即將出臺政策法規(guī),在全國范圍內(nèi)禁止使用水泥管作為排水、排污管道。因此市場對復(fù)合管材的需求將急劇增大。
  q市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平一直居于省的龍頭地位。城市基礎(chǔ)建設(shè)投資的力度呈加速態(tài)勢。這為q市的城市建設(shè)水平以及新型建材的開發(fā)、推廣、使用水平提出了更高的要求。因此,開發(fā)新型排水管材并盡快地進(jìn)行推廣使用,提高技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),滿足可持續(xù)發(fā)展方針的需要,早日為q乃至全國的城市建設(shè)發(fā)揮其應(yīng)有的作用,具有非常重要的意義。
  2.研究內(nèi)容
  (1)新型排水管材的內(nèi)容及分類
 ?。?)物理力學(xué)指標(biāo)
  (3)工程應(yīng)用研究
 ?。?)施工安裝、使用與維護(hù)管理
  三、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
  上海市早在1998年以滬建材98第0511號文規(guī)定:淘汰水泥管(混凝土管),推廣使用塑料管。北京市為迎接2008年奧運(yùn)會,正準(zhǔn)備淘汰水泥排水管,并計(jì)劃在“十五”期間總投資2800億元用于市政建設(shè),其中800億用于市政排水管網(wǎng)建設(shè)及污水處理。西方發(fā)達(dá)國家早在上個世紀(jì)八十年代已開發(fā)出了替代產(chǎn)品-塑料管材,并極力推廣使用。HDPE由于其特殊的中空壁結(jié)構(gòu),使得管材比重減輕,環(huán)剛度增強(qiáng),而且設(shè)備投資也較小,因此在排水管領(lǐng)域內(nèi)越來越受到青睞。特別是在德國、韓國和日本,大口徑排水管中,HDPE纏繞管的使用率分別為60%,75%和90%.韓國政府今年又撥款一兆四千億韓元,用于HDPE中空壁纏繞管替換水泥管的工程。因此,本課題以HDPE中空壁纏繞管作為研究重點(diǎn)。
  四、主要內(nèi)容
 ?。?)排水管材的分類
  市政工程用排水管按其管材特性可分為剛性管和柔性管(塑料管)兩大類。
  剛性管包括鑄鐵管、混凝土管、陶制管等,均為傳統(tǒng)材料制作的管道,優(yōu)點(diǎn)是剛性好,環(huán)剛度較高,但防腐性能差,用作排污管道需做特殊防腐處理,使用壽命一般為10~20年不等。最大的缺點(diǎn)是易破碎(鑄鐵管除外),滲漏嚴(yán)重,易造成二次污染。
  塑料排水管按其管壁結(jié)構(gòu)可分為實(shí)壁塑料管和結(jié)構(gòu)塑料管兩大類。實(shí)壁管有硬聚氯乙烯管、玻璃鋼夾砂管和PE管,結(jié)構(gòu)壁管分為單/雙壁波紋管、加筋管和纏繞管三大類。
 ?。?)物理力學(xué)指標(biāo)
  管材特性:
 ?。?)結(jié)構(gòu)獨(dú)特,強(qiáng)度高,抗壓耐沖擊
  (2)內(nèi)壁平滑,摩阻低,過流量大
  (3)耐腐蝕,無毒無污染,環(huán)保性突出
  (4)連接方便,接頭密封好,無滲漏
 ?。?)重量輕,施工快捷,降低費(fèi)用
 ?。?)埋地使用壽命達(dá)五十年以上
  (3)工程應(yīng)用研究
  用途:
  HDPE中空壁纏繞管的主要用途可包括:
 ?。?)水利工程、自來水工程輸水
 ?。?)市政工程雨水、污水排放
 ?。?)工業(yè)廢水排放、小區(qū)排水
  (4)鹽業(yè)輸鹵、漁業(yè)輸水
 ?。?)礦井、建筑物內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)
  (6)電線、電纜護(hù)套
  我們研究的重點(diǎn)主要是用于市政工程的雨污水排水管。
  工程推廣與應(yīng)用
  研究伊始,我們便致力于開展HDPE中空壁纏繞管的工程推廣與應(yīng)用的工作,作了大量的調(diào)查研究和推廣論證工作。一年多來,經(jīng)過主管部門、業(yè)主、設(shè)計(jì)院和生產(chǎn)廠家的共同努力,我們順利地將HDPE管、PVC-U等新型排水管材進(jìn)行了工程的推廣應(yīng)用,在h灣改造工程、砂土路改造工程的k路、a路、t路、g路采用了HDPE管;在砂土路改造工程中的y路、h采用了PVC-U管,都取得了較好的效果,為在q市推廣使用新型排水管材開了個好頭,贏得了良好的社會效益和環(huán)境效益。
 ?。?)施工安裝、使用與維護(hù)管理
  由于HDPE管材本身的特性,以及推廣初始階段不為大多數(shù)人所了解,HDPE排水管在施工安裝、使用與維護(hù)管理的許多方面都與傳統(tǒng)管材有較大出入,帶來了許多新的問題,同時也給人們對HDPE管材的接受和使用帶來了心理疑慮和障礙,主要包括:
  1.管道之間的連接,即接口形式;
  2.管道與檢查井的連接;
  3.溝槽開挖與基礎(chǔ)處理;
  4.回填與管道抗浮;
  5.管材環(huán)剛度的確定與選用;
  6.相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程的不盡完善,等等。
  根據(jù)我們對HDPE管的研究以及在推廣使用過程中的總結(jié),針對以上各方面內(nèi)容,特提出以下幾點(diǎn):
  1.管道之間的接口形式建議使用密封膠圈柔性接口,不推薦使用熱縮套連接。
  2.由于材料的收縮率不同,HDPE管道與磚混檢查井的連接處易導(dǎo)致滲漏,建議采用防水翼環(huán),防水翼環(huán)可與不同管徑的HDPE短管連接好后,直接用水泥砂漿澆注成砌塊,在砌檢查井時可根據(jù)流水底高,直接砌入,省時省力。從遠(yuǎn)期考慮,應(yīng)注重塑料預(yù)制檢查井的應(yīng)用研究與推廣。
  3.在地下水位較高、流沙等不良地基處施工,應(yīng)開挖一段、施工一段并迅速回填,注意防止管道的上浮、偏移與下窩,一旦發(fā)生,必須返工。
  4.目前管道的規(guī)格一般僅有4KN/M2、8KN/M2兩種,規(guī)格系列不夠豐富,應(yīng)進(jìn)一步細(xì)分,以節(jié)省成本,提高管材的價格競爭力。
  5.應(yīng)盡快出臺相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程,以利推廣。
  五、原材料及環(huán)境保護(hù)
  高密度聚乙烯中空壁纏繞管的主要原料是PE(聚乙烯),原料可以全部國產(chǎn)化。
  本項(xiàng)目在生產(chǎn)中無廢水、廢氣、煙塵排放,無振動,車間內(nèi)噪音在80dB以下,廠房外噪音60dB以下,不對環(huán)境造成污染。
  六、市場預(yù)測
  城市排水設(shè)施是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施,是城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件,城市排水設(shè)計(jì)水平的高低是一個城市現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志。
  與發(fā)達(dá)國家甚至國內(nèi)先進(jìn)城市相比,q市的城市排水設(shè)施水平較為落后,主要體現(xiàn)在管材的使用上。雖然q市的排水體制是雨污分流制,但在管材的使用尤其是新型管材的使用上,卻非常保守。近年來雖然q市排水基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目較多,但所應(yīng)用的管材卻仍多為陶瓷管、混凝土管,鮮見新型管材的工程應(yīng)用。這與q市飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)狀況是極不相稱的。因此,應(yīng)借鑒國內(nèi)外先進(jìn)城市的做法,逐步淘汰水泥管(混凝土管),大力推廣使用新型管材。
  根據(jù)《國家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》:塑料管的推廣應(yīng)用主要以UPVC和PE塑料管為主,并大力發(fā)展其它新型塑料管。2005年,在全國新建、改建、擴(kuò)建工程中,建筑排水管道70%采用塑料管,建筑給水和熱水供應(yīng)管道60%采用塑料管,電線護(hù)套管80%采用塑料管,建筑雨水排水管道50%采用塑料管城市供水管道(DN400mm以下)50%采用塑料管,村鎮(zhèn)供水管道70%采用塑料管,城市排水管道30%采用塑料管,城市燃?xì)夤艿溃ㄖ械蛪汗埽?0%采用塑料管。
  根據(jù)《q市市政建設(shè)“十五”計(jì)劃及2010年發(fā)展規(guī)劃》:“十五”期間,q市新、翻建市區(qū)雨、污水管道的投資為3.1億元;2006~2010年,將新建、翻建雨、污水管網(wǎng)約100km,投資為6.07億元。另外隨著全國城市排水建設(shè)、污水處理及中水回用等投資力度的不斷加大,q市本地以及全國市場對新型排水管材的需求將急劇增大,市場前景極為廣闊。
  以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成,供參考,如有問題請及時溝通、指正。
咨詢熱線: 138 3492 3290
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